[发明专利]一种轧制联轴器的应力数字孪生体的构建方法

说明书

本发明公开了一种轧制联轴器的应力数字孪生体的构建方法，通过联合联轴器动态轧制仿真模型、数学响应面模型和在线监测软件来定义数字孪生体，流程包括：首先基于刚柔性耦合动力学建立其动态轧制仿真模型。然后，开展多工况应力仿真，在此基础上构建应力变化规律与轧制动态参数的数学响应面模型。最后，将响应面模型用软件语言进行封装，通过软件接口实现模型与现有监测系统的实时数据交互，从而实现构建轧制联轴器应力的孪生体模型。本发明构建的轧制联轴器应力数字孪生体，可以实时全面动态展示轧制联轴器的服役应力。

技术领域

本发明属于机械生产技术领域，涉及一种轧机联轴器应力数字孪生体的构建方法。

背景技术

轧制联轴器是轧机主传动系统的重要承载部件，在实际实用过程中容易出现开裂等问题，因此轧钢厂非常希望实现对其服役应力的实时监测。数字孪生体是实现设备状态实时监测的一种有效方式。

发明内容

本发明旨在提供一种轧机联轴器的应力数字孪生体的构建方法，通过联合联轴器动态轧制仿真模型、数学响应面模型和在线监测软件来定义应力数字孪生体,实现对轧制联轴器服役应力状态实时监测。

发明的技术方案：

一种轧制联轴器的应力数字孪生体的构建方法，具体步骤如下：

步骤1：建立联轴器动态轧制柔性瞬态动力学仿真参数化模型,考虑了滑块与叉头、滑块与扁头的间隙，以及磨损导致的间隙增大，以此而产生的冲击效应；

步骤2：实时监测轧制联轴器的服役工况参数，包括：轧制扭矩、扁头与叉头的相对伸缩量、以及扁头的水平摆角、装配间隙四个参数,并将测得参数集成到监测软件中；

步骤3：通过软件接口将联轴器瞬态动力学仿真参数化模型与监测软件进行数据交互，将监测得到的联轴器的服役工况参数实时传输至动力学仿真参数化模型进行求解，并将应力云图传至监测软件,实现轧制联轴器服役应力的实时全面动态展示。

所述步骤2中，通过在扁头的侧边附近的地基上安装2个电涡流传感器进行测量联轴器扁头的轴向伸缩、横向位移2个参数，通过轴向位移和横向位移换算可以得到水平摆角参数。

本发明的有益效果：提供的一种轧机联轴器的应力数字孪生体的构建方法来定义应力数字孪生体,可以有效实现对轧制联轴器服役应力状态实时监测，对轧制联轴器服役应力实时全面动态展示。

附图说明

图1为本发明实施例中轧机联轴器应力数字孪生体的构建方法的流程示意图。

图2为本发明实施例中联轴器三维模型示意图。

图3为本发明实施例中轧制联轴器的服役工况参数监测示意图。

图中：注释1-轧辊安装槽，2-扁头，3-滑块，4-叉头，5-轧辊，6-联轴器，7-传动轴，8-电机侧，9-应变扭矩传感器，10-数据采集卡，11-电涡流传感器，12-地基，13-监测软件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。

图1所示，一种轧机联轴器应力数字孪生体的构建方法，包括以下步骤：